(57)【要約】【課題】吐出された各液滴中に含まれる機能性成分の体積を吐出初期から一定化できるインクジェット吐出方法及び機能性液体材料を提供する。【解決手段】インク吐出装置１０は、インク室５１に電気パルスを印加することで、固着成分と溶媒とを含む機能性液体材料の液滴をインク室５１から吐出対象物に吐出する。インク室５１に一定の電気パルス（Ｖ０）を印加した場合に吐出される機能性液体材料の液滴の１滴あたりの体積が平均値より小さくなる期間を、吐出初期７１とする。吐出初期７１には、一定の電気パルス（Ｖ０）によって吐出される機能性液体材料の液滴より大きい体積の機能性液体材料の液滴を吐出する電気パルス（Ｖ１）をインク室５１に印加する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インク室に電気パルスを印加することで、吐出対象物に固着する固着成分と溶媒とを含む機能性液体材料の液滴を前記インク室から吐出するインクジェット吐出方法において、
前記インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される前記機能性液体材料の液滴の１滴あたりの体積が前記体積の平均値より小さくなる吐出初期に、前記一定の電気パルスによって吐出される前記機能性液体材料の液滴より大きい体積の機能性液体材料の液滴を吐出する電気パルスを前記インク室に印加する初期吐出工程と、
前記吐出初期以降に、前記インク室に一定の電気パルスを印加する初期以降吐出工程と、を備えたことを特徴とするインクジェット吐出方法。
【請求項２】
前記インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される前記機能性液体材料の１滴あたりの体積が前記平均値と略同じになるまでの滴数を予め測定し、前記滴数の機能性液体材料の液滴を吐出するまでの期間を前記吐出初期とする第１の測定工程を、前記初期吐出工程の前にさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット吐出方法。
【請求項３】
前記インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される前記機能性液体材料の１滴あたりに含まれる前記固着成分の体積が、前記固着成分の体積の平均値と略同じになるまでの滴数を予め測定し、前記滴数の機能性液体材料の液滴を吐出するまでの期間を前記吐出初期とする第１の測定工程を、前記初期吐出工程の前にさらに備えたことを特徴とする請求項１に記載のインクジェット吐出方法。
【請求項４】
前記インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される前記機能性液体材料の液滴の１滴あたりに含まれる前記固着成分の平均値と略同じ体積の固着成分を含む機能性液体材料の液滴を吐出する電気パルスを測定する第２の測定工程を、前記第１の測定工程と前記初期吐出工程との間に備え、
前記初期吐出工程では、前記第２の測定工程で測定した電気パルスを前記吐出初期に前記インク室に印加することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のインクジェット吐出方法。
【請求項５】
前記初期吐出工程では、１滴ごとに異なる電気パルスを前記インク室に印加することを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のインクジェット吐出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、固着成分と溶媒とを含む機能性液体材料の液滴を吐出するインクジェット吐出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数のインク室を有するインクジェットヘッドを備え、各インク室に電気パルスを印加することで、固着成分と溶媒とを含む機能性液体材料の液滴をインク室から吐出するインクジェット方式の吐出装置がある。このようなインク吐出装置では、吐出対象物に吐出された機能性液体材料が加熱乾燥されることで、機能性液体材料中の溶媒が蒸発し、固着成分が吐出対象物上に残存する。一般的に機能性成分は、顔料と熱硬化性樹脂とからなり、加熱されることで熱硬化性樹脂が硬化して、顔料が熱硬化性樹脂とともに吐出対象物上に固着する。
【０００３】
このため、インク吐出装置では、吐出された機能性液体材料の各液滴中に含まれる固着成分の体積が一定であることが重要である。吐出された機能性液体材料の各液滴中に含まれる固着成分の体積が一定化しない場合の原因は、主として２つある。
【０００４】
１つは、機能性液体材料を吐出していないときにインク室の先端部近傍にある機能性液体材料の溶媒が乾燥することである。インク室の先端部近傍にある機能性液体材料の溶媒が乾燥すると、インク室の先端部近傍における機能性液体材料の体積が減少するとともに粘度が上昇するため、インク室に一定の電気パルスを印加した場合は、吐出される機能性液体材料の液滴の体積が減少する。この場合、機能性液体材料中における固着成分の濃度は上昇するが、従来の一般的な機能性液体材料では、固着成分の濃度の上昇分以上に、吐出される機能性液体材料の液滴の体積の減少が大きいため、各液滴中における固着成分の体積は減少する。
【０００５】
他の１つは、機能性液体材料の液滴の吐出中にインクジェットヘッドの内部の温度が上昇することによって機能性液体材料の粘度が上昇することである。
【０００６】
前者の原因に対しては、吐出対象物の周辺領域に予備吐出するという技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。また、後者の原因に対しては、インクジェットヘッドの内部の温度上昇に応じて出力画像信号を補正するという技術が提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平９−１０１４１０号公報
【特許文献２】特開平８−１３２６０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の技術のように、吐出対象物への機能性液体材料の吐出に先駆けて周辺領域に予備吐出したのでは、機能性液体材料の吐出にかかる動作時間が全体として長くなる。また、予備吐出をすると、機能性液体材料が無駄になる。さらに、予備吐出するための領域が必要となるため、インク吐出装置又はインク吐出装置で製造される製品の小型化が妨げられる。
【０００８】
また、機能性液体材料を吐出する吐出対象物上における吐出位置が互いに離れている場合、連続吐出ではなく時間間隔をあけた吐出が必要となるので、吐出の初期から一定体積の固着成分を含んだ機能性液体材料を吐出することが求められる。
【０００９】
特許文献２に記載の技術のように、インクジェットヘッドの内部の温度上昇に応じて出力画像信号を補正するという技術は、液滴の連続吐出中における液滴の体積を一定化しようとする技術であり、吐出の初期における機能性液体材料の液滴の体積を一定化することはできない。特に、例えば液晶表示装置用のカラーフィルタの製造装置など特に高い精度を必要とする装置としてインク吐出装置を用いた場合、吐出の初期から機能性液体材料の液滴の体積を一定化する必要がある。
【００１０】
なお、吐出された機能性液体材料の液滴の体積が同じであっても、液滴中における固着成分の濃度が異なれば、吐出対象物に付着した後の１滴毎の固着成分の体積が異なることとなる。このため、吐出された機能性液体材料の液滴中に含まれる固着成分の体積を一定化させることが重要である。
【００１１】
この発明の目的は、吐出された各液滴中に含まれる固着成分の体積を吐出初期から一定化できるインクジェット吐出方法及び機能性液体材料を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明のインクジェット吐出方法は、上述の課題を解決するために以下のように構成される。
【００１３】
（１）インク室に電気パルスを印加することで、吐出対象物に固着する固着成分と溶媒とを含む機能性液体材料の液滴を前記インク室から吐出するインクジェット吐出方法において、
前記インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される前記機能性液体材料の液滴の１滴あたりの体積が前記体積の平均値より小さくなる吐出初期に、前記一定の電気パルスによって吐出される前記機能性液体材料の液滴より大きい体積の機能性液体材料の液滴を吐出する電気パルスを前記インク室に印加する初期吐出工程と、
前記吐出初期以降に、前記インク室に一定の電気パルスを印加する初期以降吐出工程と、を備えたことを特徴とする。
【００１４】
上述のように、インク室に一定の電気パルスを印加した場合、吐出初期においてはそれ以後よりも、吐出される機能性液体材料の液滴の１滴あたりの体積が小さくなる。この構成においては、吐出初期に、一定の電気パルスによって吐出される機能性液体材料の液滴より、大きい体積の機能性液体材料の液滴を吐出する電気パルスが、インク室に印加される。これによって、吐出初期において、一定の電気パルスを印加した場合より大きい体積の機能性液体材料の液滴が吐出されるので、吐出初期に吐出される機能性液体材料の液滴の体積の減少が抑制される。
【００１５】
（２）前記インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される前記機能性液体材料の１滴あたりの体積が前記平均値と略同じになるまでの滴数を予め測定し、前記滴数の機能性液体材料の液滴を吐出するまでの期間を前記吐出初期とする第１の測定工程を、前記初期吐出工程の前にさらに備えたことを特徴とする。
【００１６】
この構成においては、インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される機能性液体材料の１滴あたりの体積が、インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される機能性液体材料の１滴あたりの体積の平均値と略同じになるまでの滴数を測定する第１の測定工程を、初期吐出工程の前に行う。第１の測定工程における測定によって得られた滴数を吐出するまでの期間を吐出初期とするので、インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される機能性液体材料の液滴の１滴あたりの体積が小さくなる期間が精度よく特定される。
【００１７】
（３）前記インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される前記機能性液体材料の１滴あたりに含まれる前記固着成分の体積が、前記固着成分の体積の平均値と略同じになるまでの滴数を予め測定し、前記滴数の機能性液体材料の液滴を吐出するまでの期間を前記吐出初期とする第１の測定工程を、前記初期吐出工程の前にさらに備えたことを特徴とする。
【００１８】
この構成においては、インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される機能性液体材料の１滴あたりに含まれる固着成分の体積が、インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される機能性液体材料の１滴あたりに含まれる固着成分の体積の平均値と略同じになるまでの滴数を測定する第１の測定工程を、初期吐出工程の前に行う。第１の測定工程における測定によって得られた滴数を吐出するまでの期間を吐出初期とするので、インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される機能性液体材料の液滴の１滴あたりに含まれる固着成分の体積が小さくなる期間が精度よく特定される。
【００１９】
（４）前記インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される前記機能性液体材料の液滴の１滴あたりに含まれる前記固着成分の平均値と略同じ体積の固着成分を含む機能性液体材料の液滴を吐出する電気パルスを測定する第２の測定工程を、前記第１の測定工程と前記初期吐出工程との間に備え、
前記初期吐出工程では、前記第２の測定工程で測定した電気パルスを前記吐出初期に前記インク室に印加することを特徴とする。
【００２０】
この構成においては、第１の測定工程と初期吐出工程との間において、インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される機能性液体材料の液滴の１滴あたりに含まれる固着成分の平均値と略同じ体積の固着成分を含む機能性液体材料の液滴が吐出される電気パルスが測定される。そして、初期吐出工程では、第２の測定工程で測定した電気パルスで液滴が吐出される。
【００２１】
（５）前記初期吐出工程では、１滴ごとに異なる電気パルスを前記インク室に印加することを特徴とする。
【００２２】
この構成においては、初期吐出工程において、１滴ごとに電圧値や電圧の印加時間などが異なる個別の電気パルスがインク室に印加される。このため、予め適正な電気パルスの大きさなどを測定することで、一定の電気パルスを印加された場合に各液滴中に含まれる固着成分の体積に応じた電気パルスを印加することが可能となる。
【発明の効果】
【００２３】
この発明によれば、以下の効果を奏することができる。
【００２４】
（１）吐出初期において、一定の電気パルスを印加した場合より大きい体積の機能性液体材料の液滴を吐出するようにしたことで、吐出初期に吐出される機能性液体材料の液滴の体積の減少を抑制することができる。このため、吐出された各液滴中に含まれる固着成分の体積を吐出初期から一定化することができる。
【００２５】
（２）第１の測定工程における測定によって得られた滴数を吐出するまでの期間を吐出初期とすることで、インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される機能性液体材料の液滴の１滴あたりの体積が小さくなる期間を精度よく特定できる。このため、吐出初期に吐出される機能性液体材料の液滴の体積の減少をより抑制することができる。したがって、吐出された各液滴中に含まれる固着成分の体積を吐出初期から正確に一定化することができる。
【００２６】
（３）第１の測定工程における測定によって得られた滴数を吐出するまでの期間を吐出初期とすることで、インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される機能性液体材料の液滴の１滴あたりに含まれる固着成分の体積が小さくなる期間を精度よく特定できる。このため、吐出初期に吐出される機能性液体材料の液滴に含まれる固着成分の体積の減少をより抑制することができる。したがって、吐出された各液滴中に含まれる固着成分の体積を吐出初期からより正確に一定化することができる。
【００２７】
（４）第１の測定工程と初期吐出工程との間において、インク室に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される機能性液体材料の液滴の１滴あたりに含まれる固着成分の平均値と略同じ体積の固着成分を含む機能性液体材料の液滴が吐出される電気パルスを測定し、初期吐出工程において、第２の測定工程で測定した電気パルスで液滴を吐出することで、吐出された各液滴中に含まれる固着成分の体積を吐出初期から一定化することができる。
【００２８】
（５）初期吐出工程において、１滴ごとに電圧値や電圧の印加時間などが異なる個別の電気パルスをインク室に印加するので、予め適正な電気パルスの大きさなどを測定することで、吐出された各液滴中に含まれる固着成分の体積を吐出初期から一定化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
（第１の実施形態）
以下に、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。図１は、この発明の実施形態に係るインク吐出装置１０の概略の構成を示す図である。図１では、一部が分解された状態を示している。インク吐出装置１０は、制御部２０、ヘッド駆動回路３０、インクジェットヘッド４０、測定装置８１，８２、及び、記憶部９０などを備えている。
【００３０】
制御部２０は、ヘッド駆動回路３０に駆動データを出力する。ヘッド駆動回路３０は、制御部２０から入力される駆動データに基づいて、インクジェットヘッド４０の所定箇所に電気パルスを印加する。
【００３１】
インクジェットヘッド４０は、ヘッド本体５０及びノズルプレート６０を備えている。インクジェットヘッド４０には、図示されていないインクタンクが接続されている。インクタンクには、機能性液体材料が収容されており、インクタンクからインクジェットヘッド４０に機能性液体材料が供給される。
【００３２】
ヘッド本体５０は、複数のインク室５１を備えている。各インク室５１の側壁は、圧電体で形成されている。圧電体に上述の電気パルスが印加されることで、インク室５１の側壁が変形する。インク室５１の側壁が変形することによって、インク室５１内の圧力が変化し、それによって各インク室５１の先端部から機能性液体材料の液滴が吐出される。
【００３３】
ノズルプレート６０は、ヘッド本体５０の前面（機能性液体材料の吐出方向におけるヘッド本体５０の下流側の端面）に、接着されている。ノズルプレート６０は、複数のノズル孔６１を備えている。各ノズル孔６１は、インク室５１のそれぞれに貫通する位置に形成されている。機能性液体材料は、インク室５１からノズル孔６１を通って吐出される。
【００３４】
この実施形態では、液晶パネルディスプレイのカラーフィルタ形成用の機能性液体材料をガラス基板上に吐出する場合を例にあげて説明する。この実施形態では、ガラス基板が吐出対象物である。
【００３５】
カラーフィルタ形成用の機能性液体材料は、顔料と、熱硬化性樹脂と、溶媒とからなっている。顔料は、カラーフィルタを形成するための機能性成分である。熱硬化性樹脂は、顔料を吐出対象物であるガラス基板上へ固着させるためものである。溶媒は、機能性液体材料の全体の粘度と表面張力とをインクジェット方式の吐出に適した値に調整するためのものである。インク吐出装置１０による吐出に用いられる状態において、顔料は固形成分であり、熱硬化性樹脂及び溶媒は液体成分である。
【００３６】
熱硬化性樹脂単体の粘度は、数百ｃｐと高く、インクジェット方式の吐出には適さないので、溶媒で希釈することで吐出に適正な粘度へ調整している。この実施形態では、溶媒として粘度約３ｃｐの酢酸ブチルカルビトールを使用しており、機能性液体材料全体としての粘度は約１５ｃｐになっている。
【００３７】
機能性液体材料の各成分の構成比率は、顔料０．５％、熱硬化性樹脂９．５％、溶媒９０％である。この実施形態に用いたインクジェットヘッド４０は、連続吐出を行っているときには、５ｐＬの液滴を安定して吐出する。
【００３８】
インクジェットヘッド４０から吐出された機能性液体材料の液滴は、ガラス基板上に着弾し、加熱乾燥されることで溶媒が蒸発する。加熱乾燥によって溶媒が乾燥すると、ガラス基板上には、顔料と熱硬化性樹脂とが残存する。熱硬化性樹脂は、さらに加熱されることで硬化し、ガラス基板の表面に、顔料が熱硬化性樹脂とともに固着する。顔料と熱硬化性樹脂とが、この発明の固着成分に相当する。
【００３９】
上述のようにこの実施形態で用いたインクジェットヘッド４０は、連続吐出を行っているときであれば５ｐＬの液滴を安定的に吐出できるものであるから、機能性液体材料の構成比率が上述の通りであるとき、ガラス基板上には最終的に、顔料と熱硬化性樹脂とからなる固着成分が、０．５ｐＬ残ることになる。
【００４０】
吐出された機能性液体材料の液滴の一滴毎に含まれる固着成分の体積を測定する方法として、インクジェットヘッド４０で連続吐出を開始するのと同時に、ガラス基板を走査する方法がある。この方法によると、互いに離れた位置に着弾するように連続吐出した液滴のそれぞれの、乾燥・硬化した後の体積を測定することで、各液滴に含まれる固着成分の体積を知ることができる。
【００４１】
この実施形態では、固着成分の体積をつぎのような測定方法で測定した。まず、ガラス基板上に固着した固着成分をレーザ顕微鏡で観察し、その断面形状を得る。固着成分の断面形状の輪郭線の一部は、円弧に近似できる。つぎに、固着成分の断面の面積を測定し、固着成分を回転体と捉えてその体積を算出することで、基板上に固着した固着成分の体積を測定することができる。この実施形態で得られるような微小な固着成分の形状は、球の一部に極めて近いので、上述のような方法によって固着成分の体積を精度良く測定できる。
【００４２】
図２は、一定の電気パルスを示す説明図である。図２に示すような一定の電気パルス（一定駆動電圧Ｖ０＝１６Ｖ）をインク室５１に印加することで、ガラス基板上に１００滴の機能性液体材料の液滴を吐出し、加熱乾燥による固着後に、上述のような測定方法によって、液滴毎の固着成分の体積を測定する第１の測定工程を行った。第１の測定工程は、製品であるカラーフィルタの製造、即ち、ガラス基板に機能性液体材料の液滴を吐出する工程を開始する前に行う。第１の測定工程において測定された固着成分の体積のデータ等は、記憶部８０に記憶される。第１の測定工程は、第１の測定装置８１によって行われる。
【００４３】
第１の測定工程における測定結果によると、１２滴目以後は、略０．５ｐＬの体積の固着成分がガラス基板上に固着していることが確認できた。しかし、１滴目の固着成分の体積は最も小さく、２滴目以降では、固着成分の体積は増加傾向にあることがわかった。この予備実験では、１滴目から１１滴目までの固着成分の体積の平均値は、０．４７ｐＬであった。この予備実験によって、１滴の液滴中の固着成分の体積が一定化するまでの期間は、１滴目から１１滴目までであることが判明したので、ここでは１滴目から１１滴目までを吐出初期７１とした。
【００４４】
一定の電気パルスを印加した場合に、吐出初期７１において１滴の液滴中の固着成分の体積が一定化しないのは、吐出開始前の吐出していない時間（不吐出時間）に、インク室５１の内部のノズル孔６１の近傍（インク室５１の先端部）で、機能性液体成分の溶媒が乾燥によって減少し、インク室５１の先端部で局所的に機能性液体成分の構成比率が変化したことが原因であると考えられる。
【００４５】
不吐出時間には、機能性液体材料のうち溶媒のみがインク室５１の先端部で蒸発する。溶媒が蒸発すると、顔料及び熱硬化性樹脂の割合は相対的に高まり、固着成分の濃度が高まるが、機能性液体材料の粘度が上昇するため、吐出される液滴の体積は小さくなる。固着成分の濃度が高まっても、吐出される液滴の体積がそれ以上に減少するため、結果として１滴の液滴中の固着性分の体積は小さくなってしまう。
【００４６】
１滴の液滴中の固着性分の体積が吐出初期７１に一定化しないことは、インク吐出装置１０によって生産される製品（ここではカラーフィルタ）の品質低下に繋がる。カラーフィルタの製造においては特に、単一のカラーフィルタ内で色味の均一性が損なわれることになる。
【００４７】
そこで、この実施形態では、吐出初期７１（初期吐出工程）とそれ以降７２（初期以降吐出工程）とで、２種類の電気パルスをインク室５１に印加した。具体的には、この実施形態では、図３に示すように、一定の電気パルスを印加した場合には吐出された液滴中の固着成分の体積が不安定となる１滴目から１１滴目までの吐出初期７１（初期吐出工程）においては、それ以降（１２滴以降）７２に印加される一定の電気パルス（一定駆動電圧Ｖ０＝１６Ｖ）より、大きい電圧値の電気パルス（駆動電圧Ｖ１＝１６．８Ｖ）をインク室５１に印加した。
【００４８】
すると、１滴目から１１滴目までの固着成分の体積の平均値は、０．５ｐＬとなり、１２滴目以降に一定の電気パルス（一定駆動電圧Ｖ０＝１６Ｖ）を印加することで吐出された液滴の固着成分の体積と、略同じにすることができた。１滴目から１１滴目までの固着成分の体積のばらつきは、±０．０２ｐＬであった。
【００４９】
吐出初期７１にどのような電気パルスを印加すればよいかは、実験を繰り返すなどによって、予め測定すればよい。すなわち、インク室５１に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される機能性液体材料の液滴の１滴あたりに含まれる固着成分の平均値と略同じ体積の固着成分を含む機能性液体材料の液滴を吐出する電気パルスを測定する第２の測定工程を、第１の想定工程と初期吐出工程との間に実施し、初期吐出工程では、第２の測定工程で測定した電気パルスを吐出初期にインク室５１に印加すればよい。
【００５０】
したがって、第１の測定工程、第２の測定工程、初期吐出工程、初期以降吐出工程の順に実施される。第２の測定工程は、第２の測定装置８２で行われる。
【００５１】
第２の測定工程では、第１の測定工程で取得し記憶部８０に記憶した固着成分の体積のデータを用いて、電気パルスが測定される。
【００５２】
インク吐出装置１０によれば、吐出初期７１に、インク室５１に一定の電気パルスを印加した場合より大きい体積の機能性液体材料の液滴を吐出するようにしたことで、吐出初期７１に吐出される機能性液体材料の液滴の体積の減少を抑制することができる。このため、吐出された各液滴中に含まれる固着成分の体積を、吐出初期７１から平均値に近付けることができる。
【００５３】
また、第１の測定工程と初期吐出工程との間において、インク室５１に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される機能性液体材料の液滴の１滴あたりに含まれる固着成分の平均値と略同じ体積の固着成分を含む機能性液体材料の液滴が吐出される電気パルスを測定し、初期吐出工程において、第２の測定工程で測定した電気パルスで液滴を吐出することで、吐出された各液滴中に含まれる固着成分の体積を吐出初期７１から一定化することができる。
【００５４】
吐出された各液滴中に含まれる固着成分の体積を吐出初期７１から一定化することで、微小な領域に微小かつ均一な体積の固着成分を配置する必要がある製品（例えば、カラーフィルタパネル）を、インクジェット方式によって高精度に製造することができる。
【００５５】
さらに、一定の電気パルスを印加された場合に吐出された機能性液体材料の液滴に含まれる固着成分の体積が、平均値と略同じになるまでの滴数を測定する第１の測定工程を初期吐出工程の前に行い、第１の測定工程における測定によって得られた滴数を吐出するまでの期間を吐出初期７１とすることで、インク室５１に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される機能性液体材料の液滴の１滴あたりに含まれる固着成分の体積が小さくなる期間を精度よく特定できる。このため、吐出初期７１に吐出される機能性液体材料の液滴に含まれる固着成分の体積の減少を抑制することができる。したがって、吐出された各液滴中に含まれる固着成分の体積を吐出初期７１から正確に一定化することができる。
【００５６】
（第２の実施形態）
この実施形態に係るインク吐出装置は、インク室５１に印加する電気パルスに関する構成を除いて、上述の第１の実施形態に係るインク吐出装置１０と同様に構成されている。固着成分の体積の測定方法についても上述の第１の実施形態と同じ方法を用いた。
【００５７】
この実施形態では、一定の電気パルスを印加した場合に固着成分の体積が一定化しない１滴目から１１滴目までの吐出初期に、図４に示すように、１滴毎に異なる電気パルスをインク室５１に印加した。
【００５８】
図５は、第２の実施形態における吐出初期７１の液滴と印加した電気パルスの電圧値との関係を示す説明図である。
【００５９】
上述のように、吐出対象物であるガラス基板への機能性液体材料の吐出（初期吐出工程）に先立って、まず、一定の電気パルスを印加された場合に吐出された機能性液体材料の液滴に含まれる固着成分の体積が一定化するまでの滴数を予め測定する第１の測定工程を行い、第１の測定工程で得られた滴数までの期間を吐出初期７１とする。上述のように、ここでは１滴目から１１滴目までの期間を吐出初期７１とする。
【００６０】
つぎに、吐出初期７１における各液滴に含まれる固着性分の体積を、それ以後７２に一定の電気パルスを印加された場合に各液滴に含まれる固着成分の体積と略等しくするために必要な電気パルスを測定する第２の測定工程を実施する。この第２の測定工程によって得られた結果が、図５に示す電圧値Ｖ２である。第２の測定工程では例えば、実験を繰り返すことで適正な電気パルスの値を測定する。なお、初期吐出工程は、第２の測定工程の後に実施され、初期以降吐出工程は、初期吐出工程の後に続けて実施される。
【００６１】
図５に示すように、この実施形態では、吐出初期７１においては、液滴毎に異なる電気パルスが印加されている。この場合、吐出された機能性液体材料の各液滴に含まれ、ガラス基板上に固着した固着性分の体積を、第１の実施形態の場合と同じ測定方法で測定すると、吐出初期７１、即ち、１滴目から１１滴目までの液滴の固着成分の体積の平均値は、０．５ｐＬであり、１滴目から１１滴目までの固着成分の体積のばらつきは、±０．００５ｐＬであった。
【００６２】
第１の実施形態では、１滴目から１１滴目までの固着成分の体積のばらつき±０．０２ｐＬあったのに対して、この第２の実施形態では、１滴目から１１滴目までの固着成分の体積のばらつきは、±０．００５ｐＬに抑えられた。
【００６３】
１滴毎に異なる電気パルスを印加することで、溶媒の乾燥によって起こるインク室５１内部での濃度分布（及び粘度分布）の変化に対応した量の機能性液体材料を吐出することができたためであると言うことができる。
【００６４】
この実施形態に係るインク吐出装置によれば、初期吐出工程に先立って実施した第１の測定工程で得た液滴毎の固着成分の体積のデータに基づいて、第２の測定工程において適正な電気パルスを測定し、吐出初期７１に、１滴ごとに電圧値が異なる個別の電気パルスをインク室５１に印加することで、吐出された各液滴中に含まれる固着成分の体積を吐出初期からより正確に一定化することができる。
【００６５】
吐出された各液滴中に含まれる固着成分の体積を吐出初期７１から一定化することで、微小な領域に微小かつ均一な体積の固着成分を配置する必要がある製品（例えば、カラーフィルタパネル）を、インクジェット方式によって高精度に製造することができる。
【００６６】
また、インクジェット方式のインク吐出装置によって、カラーフィルタパネルや薄膜の修復等を行う場合、修復箇所（吐出箇所）が互いに離間している場合が多く、機能性液体材料を吐出しない不吐出時間が長くなるが、この発明に係るインク吐出装置によれば、吐出初期から各液滴に含まれる固着性分の体積を一定化できるので、高精度な修復を行うことができる。
【００６７】
なお、上述の各実施形態では、電気パルスの電圧値のみを変えることで機能性液体材料の吐出量を調整したが、電圧値ではなく、電気パルスのうちの各パルスの電圧を印加する時間を調整することで機能性液体材料の吐出量を調整してもよい。
【００６８】
また、第１の測定工程では、一定の電気パルスを印加された場合に吐出された機能性液体材料の液滴の体積が一定化するまでの滴数を測定してもよい。第１の測定工程における測定によって得られた滴数を吐出するまでの期間を吐出初期７１とすることで、インク室５１に一定の電気パルスを印加した場合に吐出される機能性液体材料の液滴の１滴あたりの体積が小さくなる期間を精度よく特定できる。これによって、吐出初期７１に吐出される機能性液体材料の液滴の体積の減少をより抑制することができる。したがって、吐出された各液滴中に含まれる固着成分の体積を、吐出初期７１から平均値に近付けることができる。
【００６９】
（第３の実施形態）
この実施形態に係るインク吐出装置は、第１の実施形態の場合とは異なる粘度分布の機能性液体材料を用いることを除いて、上述の第１の実施形態に係るインク吐出装置１０と同様に構成されている。固着成分の体積の測定方法についても上述の第１の実施形態と同じ方法を用いた。
【００７０】
まず、従来のように一定の電気パルスを印加した場合に、吐出された液滴に含まれる固着成分の体積が減少する原因について考察する。
【００７１】
第１の実施形態及び第２の実施形態で使用した機能性液体材料は上述のように、固形成分である顔料と、液体成分である熱硬化性樹脂及び溶媒とからなっている。液体成分のうち、熱硬化性樹脂の粘度は数百ｃｐと極めて高く、それに対して溶媒の粘度は低い。一定の電気パルスが印加されている従来の場合に、インク室５１の先端部において、溶媒が乾燥し、機能性液体材料の濃度が上昇するとともに粘度も上昇し、吐出される液滴の体積が小さくなってしまうのは、熱硬化性樹脂と溶媒との粘度の差が大きすぎるためであると考えられる。
【００７２】
顔料と熱硬化性樹脂とからなる固着成分は蒸発しないため、吐出初期には固着成分の濃度は高まるが、従来は、吐出される液滴の体積が小さくなるため、結果として１滴の液滴に含まれる固着成分の体積は少なくなる。これは、上述の各実施形態で用いたような機能性液体材料のような成分構成では、乾燥による機能性液体材料の粘度の上昇によって、吐出される液滴の体積の減少量が大きすぎるためであると言える。
【００７３】
インクジェット方式での吐出において、不吐出時間のインク室５１の先端部での溶媒の乾燥が不可避であるとすれば、乾燥による液滴の体積の減少による固着成分の減少量と、機能性液体材料中における固着成分の濃度の上昇による液滴中の固着成分の体積の増加量とが、相殺するような構成の機能性液体材料を吐出すれば、一定の電気パルスを印加した場合でも、吐出された各液滴中に含まれる固着成分の体積を吐出初期から一定化することができる。
【００７４】
つぎに、上述の考察に対するこの実施形態における解決手段について説明する。この実施形態では、５０ｃｐの粘度の熱硬化性樹脂と、３ｃｐの粘度の溶媒とを用いることで、熱硬化性樹脂と溶媒との粘度の差を縮小した。機能性液体材料中の各成分の混合の割合は第１の実施形態の場合と同じく、顔料０．５％、熱硬化性樹脂９，５％、溶媒９０％とした。機能性液体材料としての粘度は１０ｃｐで、インクジェット方式の吐出に適した値と言える。
【００７５】
この機能性液体材料を、吐出初期から一定の電気パルスを印加することで吐出し、第１の実施形態の場合と同様の測定方法で、固着成分の体積を測定すると、固着成分の体積の平均値は０．５２ｐＬであり、そのばらつきは±０．０１ｐＬであった。
【００７６】
上述のように、第１の実施形態では、固着成分の体積のばらつきは、±０．０２ｐＬであったので、機能性液体材料中の成分間の粘度の差を小さくすることで、吐出初期に吐出された液滴に含まれる固着成分の体積を一定化することができたと言える。
【００７７】
溶媒の粘度が低いと溶媒の乾燥度合いが高まり、吐出された液滴の体積が大きく減少し、液滴中の固着成分の体積が減少する。他方、溶媒の粘度が高いと溶媒の乾燥度合いは低くなり、吐出された液滴の体積の減少は小さい反面、液滴中における固着成分の濃度は高まるので、液滴中の固着成分の体積が増加する。
【００７８】
そこで、溶媒の粘度を調整したこの実施形態に係る機能性液体材料を用いれば、インク室５１の先端部近傍において溶媒が乾燥したときにインク室５１から吐出された乾燥によって体積が減少した液滴中における固着成分の体積と、乾燥が起こることなくインク室５１から吐出された場合の液滴中における固着成分の体積とを、略同じにすることができる。
【００７９】
上述の各実施形態によれば、吐出初期から一定の固着成分を含む液滴を吐出できるので、均一な厚さの薄膜を安価に製造することができる。したがって、液晶パネルディスプレイのカラーフィルタや有機ＥＬディスプレイを、高精度に製造することができる。
【００８０】
また、互いに離れた箇所へ吐出し、長い不吐出時間を含む工程がある場合でも、１滴目から一定体積の固着成分を含む液滴を吐出できるので、薄膜の修復等を高精度に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】この発明の実施形態に係るインク吐出装置の概略の構成を示す図である。
【図２】一定の電気パルスを示す説明図である。
【図３】第１の実施形態において印加した電気パルスを示す説明図である。
【図４】第２の実施形態において印加した電気パルスを示す説明図である。
【図５】第２の実施形態における吐出初期の液滴と印加した電気パルスの電圧値との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８２】
１０  インク吐出装置
２０  制御部
３０  ヘッド駆動回路
４０  インクジェットヘッド
５０  ヘッド本体
５１  インク室
６０  ノズルプレート
６１  ノズル孔
７１  吐出初期
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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